질소산화물 흡장 촉매 Lean Nox Trap
디젤엔진에서 질소산화물을 저감하기 위한 기술의 하나.
1 개요
일반적으로 세단 급의 디젤차의 경우, 에드블루(요소수) 를 활용하는 SCR시스템은 SCR 시스템 자체의 크기 및 복잡성과 요소수의 보충 문제 때문에 기피되나[1], 질소산화물 문제를 어떻게든 해결하기는 해야 한다.
그래서 대충 적당히 질소산화물을 저감하면서 작은 차에서도 쓸 수 있는 기술로서 제시된 것이 바로 LNT.
2 설명
LNT는 단독으로는 큰 의미를 찾기 힘들며, EGR과 조합되어야 효과가 극대화된다. 이유는 후술할 LNT 과정을 보면 설명이 된다.
대략적인 원리는 다음과 같다.
1. NOx를 선택적으로 붙잡을 수 있는 필터가 있다.
2. 정상 엔진 연소[2], 질소산화물 배출-> 필터에 질소산화물(NOx)이 잡힌(Trap)다.
3. 연료를 과잉 분사하여 혹은 EGR로 회수한 배기가스를 활용하여 엔진을 가동하여 배기에 산화될 여지가 있는 물질을 남긴다
4. 이 산화될 여지가 있는 물질이 필터에 있는 NOx 와 반응하여 산화된다. 필터는 다시 깨끗해진다. Goto 1.
2.1 문제점
적어 놓은 것만 보면 무슨 외계인 고문의 결정체, 완벽한 엔진인것 같지만, 현실은 시궁창.
1. 배기가스 온도가 올라갈수록 효율이 떨어진다. 따라서 저배기량 엔진에서나 쓸 수 있다.
2. EGR 없이는 효과를 보기 힘들다.
3. 황 산화물에 굉장히 취약하다.[3] 대한민국에서야 세계적인 정유사들이 탈황처리한 좋은 품질의 경유를 쓰지만, 세계적으로는 경유의 품질을 보장 못 하는 지역이 굉장히 많다.
4. SCR이 너무 성능이 좋다(...)
3 기타
유로 N~ 으로 대표되는 환경규제를 만족시키기 위해서 점점 아예 이 기술을 포기하고 SCR로 넘어가거나, 아니면 이 기술을 SCR과 같이 사용하는 추세로, 기술계의 콩라인이 되어 가고 있다.
폭스바겐이 터뜨린 디젤게이트 사건에도 LNT 조작이 포함되어 있다.- ↑ 물론 SCR은 효과가 끝내준다.
- ↑ 단, 일반적인 디젤 엔진보다는 조금 더 흡기비율을 높여 PM을 줄이고 NOx비율을 높인다. 마치 SCR처럼.
- ↑ 황산화물은 LNT의 촉매 뿐만 아니라 거의 모든 촉매랑 결합력이 강해서 촉매랑 한번 황산화물이 반응해 버리면 화학적으로 비가역적인 반응을 하게 되어 촉매의 분자 구조가 바뀌기 때문에, 질소산화물이랑 더이상 반응하려고 하질 않는다. 따라서 휘발유든, 디젤이든, LNT든 그냥 평범한 후처리장치의 촉매변환기이든 촉매가 망가지지 않기 위해서 탈황처리한 휘발유/경유를 써야 한다. LNT의 촉매는 훨씬 더 섬세한 물건인지라 유난히 더 황산화물에 취약하긴 하다.